## Temperatuur en het deeltjesmodel

Wat bedoelen we als we zeggen dat iets warm is?

Wat de een warm noemt, vindt de ander koud. En ongekeerd. Maar het gaat nog verder. Soms noemen we één en het zelfde zowel warm als koud.

Neem maar eens drie bakken met water; de linker heet water (maar zo dat je je hand er nog in kunt steken), de middelste lauw water en de rechter koud water (zo koud mogelijk). Doe dan je linker hand in het hete water en je rechter hand in het koude water. Laat ze daar even tot ze aan de temperatuur van het water gewend zijn. Steek dan beide handen in de middelste bak. Wat merk je op?

Warm en koud zijn dus relatieve begrippen. Daarom gebruiken we ze in de natuurkunde eigenlijk niet. Want als je zegt dat iets warm is, weten we dus eigenlijk nog niets. Daarom gebruiken we het begrip temperatuur. Temperatuur is wat wordt aangegeven door een thermometer. Die thermometer geeft de temperatuur aan in graden. Die thermometer moet wel eerst geijkt worden. Daarmee bedoelen we dat we afspreken wat we nul graden noemen en wat we bijvoorbeeld honderd graden noemen. Meneer Celsius heeft ooit bedacht dat we de temperatuur van smeltend ijs nul graden noemen en de temperatuur van kokend water honderd graden. Dat noemen we daarom de temperatuurschaal van Celsius. Water kookt dus bij honderd graad Celsius. Dat geven we aan als 100 0C.

Zo zijn er ook nog andere temperatuurschalen. Meneer Fahrenheit nam de lichaamstemperatuur van een mens en de temperatuur van smeltend ijs en verdeelde het verschil daartussen in 64 stukjes. Die stukjes noemen we daarom graden Fahrenheit (0F). Maar om te voorkomen dat veelvoorkomede temperaturen die lager zijn dan die van smeltend ijs onder nul zouden komen, telde hij overal 32 graden bij op. De lichaamstemperatuur van een mens is dus 96 0F (64 + 32).

Meneer Kelvin nam de temperatuurschaal van Celsius over, maar telde er 273 bij op. Dat is omdat -273 0C het absolute nulpunt van temperatuur is. Een lagere temperatuur bestaat niet. Kelvin nam dus dat absolute nulpunt als nulpunt voor zijn temperatuurschaal. 20 0C is dus 293 Kelvin (20 + 273). Dat geven we aan als 293 K (let op: bij Kelvin zeggen we niet 'graden' erbij en zetten we niet het tekentje 0 ervoor).

Maar wat meet die temperatuur nu eigenlijk? Eigenlijk geeft de temperatuur van een stof (een vaste stof zoals een stuk ijzer, een vloeistof zoals water of een gas zoals lucht) aan hoe hard de deeltjes in die stof bewegen.

Elke stof bestaat uit een heleboel kleine deeltjes. Die noemen we molekulen of atomen (wat het verschil is, komen we later nog wel tegen). En al die deeltjes bewegen door elkaar. Hoe sneller ze bewegen, hoe hoger de temperatuur. En bij het absolute nulpunt (0 K of -273 0C) staan al die deeltjes dus volledig stil. Daarom kan de temperatuur ook niet verder dalen. Want stiller dan stil is niet mogelijk.

    Voor 3 vmbo en mavo met een NOVA-licentie: bestudeer nu de paragrafen 2.3 en 2.1 van NOVA NASK1 kgt 3 en maak de opgaven daarvan.